مکعب آبی شگفت‌انگیز

مکعب آبی شگفت‌انگیز

مکعب آبی شگفت‌انگیز

استادیوم ورزش‌های آبی پکن که برای المپیک 2008 آماده شده بود،معماری شگفت‌انگیزی دارد. به خاطر نمای حبابی و شفاف، این استادیوم لقب مکعب آبی گرفته است. این ورزشگاه طوری طراحی شده که در مصرف انرژی کارا باشد، پوسته حبابی، انرژی نور خورشید را جذب می‌کند و هوا و آب استادیوم را گرم می‌کند.در جولای ۲۰۰۳ شرکت معماری آروپ (ARUP) و شرکت مهندسین سازه چین و موسسه طراحی (CSCEC Shenzhen)جایزه مسابقه بین المللی طراحی مرکز ملی ورزشهای آبی المپیک ۲۰۰۸ پکن را از آن خود کردند .هر حباب، فیلتری دارد که میزان پراکنده شدن گرما را تنظیم می‌کند. جنس این حباب‌ها از یک ماده شبیه تفلون موسوم به ETFE است. بنابراین این ورزشگاه سازه‌ای «سبز» و سازگار با محیط زیست محسوب می‌شود.

طراحی رستورانی در خارج از حجم حبابی شکل باعث شده تا این مکعب آبی شگفت‌انگیز بعد از مسابقات المپیک پکن نیز به عنوان یکی از مناطق تفریحی شهر پکن مورد استفاده قرار گیرد، همچنین طراحی مکعب آبی شگفت‌انگیز در چهار محور اصلی که شامل: اقتصادی بودن، مسائل اجتماعی،محیطی و منابع طبیعی قدم برداشته است.

Weaire و Phelan ایده اولیه طرح که از کف های صابون می باشد از استادان فیزیک،که سعی بر مطالعه چیدمان حباب های کف صابون در یک نظم بی انتها را داشته اند گرفته شده است.

این مطالعه در سال ۱۹۹۳ و برای پاسخ به سوال کلوین در اواخر قرن ۱۸ مبنی بر نظم حاکم بر چیدمان کف های صابون بوده است.    

                              

طراحی سازه ای مکعب آبی شگفت‌انگیز بر اساس الگوی پیشنهادی این دو دانشمند پایه ریزی شده است،مسئله اصلی این بود که این اشکال نامنظم چگونه در یک ساختار منظم همانند یک مکعب جای خواهند گرفت و یک سطح صاف و هموار را به وجود خواهد آورد.ساختار پیشنهادی آنها از ترکیب ۸ حباب جداگانه با ۲ شکل متفاوت بود، به عنوان ساده تر تمامی حباب ها از دو حباب اولیه ساخته شده است که با دوران و چرخش، یک دسته ۸ تایی را بوجود می آورد. این دو حباب اولیه شامل یک ۱۲ وجهی و یک ۱۴ وجهی می باشد، این ۱۲ وجهی از سطوح پنج ضلعی تشکیل شده  و ۱۴ وجهی ها از سطوح شش ضلعی.
در کل با قرار گرفتن ۶ تا از ۱۲ وجهی ها و ۲ عدد از ۱۴ وجهی ها به یک مدول خواهیم رسید،با تکرار آن می توان به مکعبی با سطوح صاف و هندسه ای منظم دست یافت.

شکل گیری و طراحی سازه:
به طور خلاصه مشخصات عمومی سازه عبارتند از:
*ابعاد کلی طرح: ۱۷۷*۱۷۷*۳۱ متر
*ضخامت دیوارها: ۳.۶ متر (از جنس سازه های فضا کار)
*ضخامت سقف: ۷.۲ متر (از جنس سازه های فضا کار)
*فولاد مصرفی: ۶۵۰۰ تن
*طراحی برای ۲۲ هزار تیر سازه ای برای ۱۹۰ حالت مختلف بارگذاری
*۱۲ هزار گره خرپایی (پیوند)
*تعریف بار گذاری برای یک میلیون سطح مختلف

قابل ذکر است که شرکت auto desk برای نیاز این پروژه دستور section را در نرم افزار CAD خود طراحی کرد. این دستور قابلیت ترسیم برش از احجام سه بعدی را به ما می دهد.
شکل گیری این نوع سازه فضاکار در سه بخش تعریف شده است:
۱.قاب سطح بیرونی 

۲.قاب سطح خارجی
۳.ساختار حبابی میانی که در حد فاصل دو قاب ذکر شده قرار می گیرد.
در کل سازه میانی و قاب های به کار رفته همان ترکیب حباب ها هستند، ولی به دلیل اینکه در جداره های بیرونی و درونی،به شکل سطح مسطح طراحی شده اند. در طراحی سازه نیز به سه بخش جدا تقسیم شده اند.

در کل سازه میانی و قاب های به کار رفته همان ترکیب حباب ها هستند، ولی به دلیل اینکه در جداره های بیرونی و درونی به شکل سطح مسطح طراحی شده اند. در طراحی سازه نیز به سه بخش جدا تقسیم شده اند.مسئله مهم در طراحی سازه مکعب آب، تغییر اندازه ها بر اثر انقباض و انبساط زیاد، به دلیل طول دهانه ها و ابعاد زیاد ساختمان و سازه بوده است. دیگر اینکه سازه بسیار مقاوم بنا قادر به حفظ شکل خود بر اثر وزن زیاد خود سازه باشد.

  1. روکش مکعب ها
  2. پوشش ETFE انتخاب شد تا هم به سازه های فضاکار روح بخشد و هم شکل و ظاهر آن را هر چه بیشتر به حباب ها و مکعب های آب شبیه کند.
  3. تک تک حباب ها در  پوششی از ETFE قرار می گیرند، سپس هوا به صورت یکباره در محل در داخل آن پمپاژ می شود، این عمل برای هر ۱۰ سال یک بار تکرار می شود.
  4. یکی از نواقص بزرگ این نوع پوشش های ETFE احتراق پذیر بودن آنها است که در هنگام آتش سوزی خود را جمع می کنند.

اتيل تترا فلوئور اتيلن (ETFE) كه فلوئور پليمري با ويژگيهاي كششي مناسب است، براي كاربرد در اين پروژه، راه حل خوبي است. به علاوه، مقاوم و سبك وزن است (وزني معادل يك درصد همان ابعاد شيشه دارد) و شفافيتي بالا براي عبور اشعه مـاوراءبنـفش دارد؛ETFE در مقـابل نور خـورشيد فـرسايش نمي يابد و خاصيت عايقي بهتري نسبت به شيشه داراست. همچنين قابل بازيافت بوده و نيز مقاومتي معادل چهارصد برابر وزن خود دارد.
گرچه در برابر ايجاد سوراخهاي سطحي حساس است، اما به سادگي با استفاده از نوارهاي ETFE مي توان آن را تعمـيرنمود.

انتشار مطالب با ذکر منبع بلامانع می باشد.

گردآوری: الهام قوپرانلو

 

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *